JPH0584137B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 〔産業上の利用分野〕 車両に搭載されるバツテリを充電し、他の電気
負荷に電力を供給する車両用発電機の制御装置に
関するものである。

〔従来技術〕

エンジンに連結されて回転数が広範囲に変化す
る車両用発電機には、回転数や電気負荷の変動に
無関係に発電電圧を一定に保つ制御装置が設けら
れている。

ところで、近年、カーエレクトロニクスの進展
にともなつて車両には大容量の電装品が搭載され
るようになり、これらに電力を供給する発電機は
高出力化し、特に発電時にはエンジンの大きな負
担となつている。

一方、燃費低減の観点より、エンジンのアイド
ル回転数は低く設定されており、この状態で大き
な電気負荷がかかつて発電機の発電量が増すと、
出力に余裕のないエンジンはその回転数が急激に
低下して不安定となつたりエンジンが停止してし
まうこともあつた。これらの現象を防止するため
に、従来、大きな電気負荷の使用を検知してエン
ジンのアイドル回転数を所定の回転数まで上昇さ
せる所謂アイドルアツプ機構を備えた車両もある
が、回転数が実際に上記所定の回転数まで上昇す
るには多少の時間を要し、この間に発電量が増大
した発電機が負担となつてエンジンの回転数が低
下して不安定となることもあつた。そこで、特開
昭60−87636号公報の「車両充電発電機用制御装
置」の発明に示されるように、アイドルアツプ機
構を備える車両において、電気負荷の増大に対応
して実際にアイドル回転数が上昇するまでの間、
発電機が内燃機関の負担にならないように、発電
量を所定値に押えるという提案もなされていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のアイドル回転数が上昇するまでの間、発
電機の発電量を所定値に押える（実質的には発電
を停止させる）上記の従来技術においては、電気
的負荷増大時におけるエンジンの回転数の低下と
いつた問題は回避されているが、次の様な問題が
生じた。即ち、 車両用発電機はエンジンがアイドル状態にある
ときでも、車両のバツテリに充電電流及びエンジ
ンが回転を続けるために必要な負荷（イグニツシ
ヨン負荷等）に対処するため電流を供給する必要
があることから発電を続けているが、本来、これ
らは常時エンジンに対する負荷となつている。と
ころが、電気負荷が増大したからと言つて、発電
を急に停止させるとエンジンは負荷トルクが急減
するためにアイドル回転数の急激な上昇を引き起
こす場合があつた。これにより、エンジンは回転
数のオーバシユートやアンダーシユートを発生さ
せ、回転数変動が大きくなるという問題が生じる
こととなつた。

発明の構成 〔問題を解決するための手段〕 上記の問題を解決するために本発明がとつた構
成は次の如くである。即ち、本発明の車両用発電
機制御装置は、 電気負荷増大時にエンジンのアイドル回転数を
所定の回転数まで上昇させるアイドルアツプ機構
を備えた車両に設けられ、該エンジンを駆動源と
して発電を行なう車両用発電機と、 該車両用発電機の発電電圧を所定の調整値に制
御して発電量を制御する発電量制御回路と、 を備えた車両用発電機制御装置において、 上記電気負荷が所定量以上増大したことを検出
する負荷増大検出回路と、 該負荷増大検出回路によつて上記電気負荷が所
定量以上増大したと判断された時、上記アイドル
アツプが完了するまでの時間に対応した所定時
間、上記発電量制御回路の調整値を漸増するよう
制御する調整値制御手段と、 を備えて構成されている。

〔作用〕

上記の構成を有する車両用発電機制御装置は次
の如く作用する。即ち、 アイドル時に、電気負荷が所定量以上に増大し
た時、負荷増大検出回路により電気負荷が所定量
以上になつたと判断されると、その電気負荷に伴
う発電量の増大に応じてアイドル回転数を所定値
まで上昇させる所謂アイドルアツプを実行する。
一方、そのアイドルアツプが完了する時間に対応
した所定時間、調整値制御手段により発電量制御
回路の調整値を漸増させてゆく。従つて、漸増し
てゆく調整値により車両用発電機で発電される発
電量、換言すればエンジンに対する負荷も漸増し
てゆくことになる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図は本発明の一実施例を表わす回路図であ
る。本回路は、車両用発電機１、発電量制御回路
２、負荷検出回路３及び調整値制御手段としての
調整値制御回路４により構成されていて、調整値
制御回路４は、更にアイドルアツプ完了時間設定
回路５、鋸状波発生回路６、比較回路７及びスイ
ツチング回路８により構成されている。また、ヘ
ツドライトやモータ等の電気負荷９、その電気負
荷を入切するスイツチ１０及びバツテリBATも
併わせて第１図に示してある。

まず、周知の発電機により発電し、その電圧を
調整値に制御するところの車両用発電機１及び発
電量制御回路２について説明する。

車両用発電機１は、エンジン（図示しない）の
クランクシヤフトに連結されて駆動される発電用
コイル１１、発生した電流を整流するダイオード
Ｄ１及び励磁用コイル１２により構成されてい
る。発電量制御回路２は、車両用発電機１の発生
電圧を励磁用コイル１２に流れる電流を制御する
ことにより制御する回路であり、トランジスタ２
１、トランジスタ２２、抵抗器２３、抵抗器２
４、抵抗器２５から所謂直結増幅回路として構成
され、この直結増幅回路とトランジスタ２６、抵
抗器２７、抵抗器２８とで上記発生電圧を制御す
るように構成されている。なお、ダイオードＤ２
は励磁用コイル１２の逆起電力に対するパワート
ランジスタ２１の保護用ダイオードであり、ツエ
ナーダイオードZD１は抵抗器２４と抵抗器２５
との接続点の電位V1を定電圧に保つためのもの
である。

次に、負荷検出回路３について説明する。この
回路は、電気負荷９のスイツチ１０の各スイツチ
がオンされたとき、コンパレータ３１の出力をオ
ンする回路であり、コンパレータ３１、抵抗器３
２、抵抗器３３、抵抗器３４、抵抗器３５とで構
成されている。この回路では、端子Ｔ１に入力さ
れる電気負荷を抵抗器３２と抵抗器３３とで分圧
し、その分圧された電圧をコンパレータ３１のプ
ラス側に入力する。一方、バツテリBATからの
定電圧を抵抗器３４と抵抗器３５とで分圧し、そ
の分圧された電圧をコンパレータ３１のマイナス
側に入力している。従つて、スイツチ１０がオン
されて端子Ｔ１の電圧が高くなるとコンパレータ
３１はこれを検出してその出力をオンすることに
なる。

次に、調整値制御回路４を構成するアイドルア
ツプ完了時間設定回路５、鋸状波発生回路６、比
較回路７及びスイツチング回路８についてそれぞ
れ説明する。

まず、アイドルアツプ完了時間設定回路５は、
抵抗器５１、コンデンサ５２、ダイオードＤ３、
トランジスタ５３、抵抗器５４、抵抗器５５、コ
ンデンサ５６、抵抗器５７、抵抗器５８及びダイ
オードＤ４とで構成されている。この回路では、
負荷検出回路３のコンパレータ３１がオンされて
出力電圧が出力されると、コンデンサ５２に突入
電流が流れダイオードＤ３によりトランジスタ５
３が瞬間的にオンされる。トランジスタ５３がオ
ンすると抵抗器５５を介してコンデンサ５６に蓄
積されていた電荷は放電し、コンパレータ７２の
マイナス側入力端子の電圧V2は抵抗器の分圧さ
れた電圧まで低下する。しかし、トランジスタ５
３は再びオフするのでコンデンサ５６は再度充電
を始めることになる。この充電時間がエンジンの
アイドルアツプを完了する時間に対応した時間
T1を決定する。なお、抵抗器５１，５４，５５，
５７及び５８はこの回路に流れる電流値及び電圧
値を決定するものであり、ダイオードＤ４は抵抗
器５８を通してコンデンサ５６が放電するのを防
止するものである。

次に、鋸状波発生回路６について説明する。こ
の回路は、コンパレータ６１、抵抗器６２、抵抗
器６３、抵抗器６４、抵抗器６５、ダイオードＤ
５およびダイオードＤ６とで構成されていて、比
較回路７のコンデンサ７１とから周知の鋸状波発
生回路として構成されている。即ち、コンパレー
タ６１のプラス側には抵抗器６２と抵抗器６３と
で分圧された定電圧が入力され、マイナス側には
コンデンサ７１の両端に生じる電圧が入力されて
いる。従つて、抵抗器７３を介してコンデンサ７
１が充電されることによりコンパレータ７２のプ
ラス側入力端子の電圧が次第に高まつてゆき、や
がて抵抗器６２，６３の分圧電圧より高くなる
と、コンパレータ６１の出力はローレベルに反転
するので抵抗器６５、ダイオードＤ６を介してコ
ンデンサ７１に充電された電荷は一挙に放電され
電圧V3は低下する。この動作を繰返すことによ
り所謂鋸状波を波生させている。

次に、比較回路７について説明する。この回路
は、コンデンサ７１、コンパレータ７２及び抵抗
器７３とで構成されている。この回路では、コン
パレータ７２のプラス側に鋸状波発生回路６で発
生されるコンデンサ７１の電圧値V3が入力され、
マイナス側にアイドルアツプ完了時間設定回路５
でのアイドルアツプ時間に対応する充電時間T1
を持つたコンデンサ５６の充電電圧値V2が入力
されている。従つて、コンパレータ７２は電圧値
V2と電圧値V3とを比較して、所定の波形を出力
することになる。

スイツチング回路８は、上記の比較回路７で発
生される波形に応じてトランジスタ８１をスイツ
チングする。抵抗器８２、抵抗器８３はトランジ
スタ８１のベース電圧値・電流値を決定するもの
である。なお、ツエナーダイオードZD２は、バ
ツテリBATから抵抗器６６を介して負荷検出回
路３及び調整値制御回路４に供給される電圧を定
電圧にするためのものである。

上記の調整値制御回路４の出力は端子Ｔ２に入
力され、その端子Ｔ２に入力された電圧値に従つ
て発電量制御回路２は発電量を制御することにな
る。

次に、詳述された上記の構成による車両用発電
制御装置の動作を第２図のタイムチヤートを使つ
て説明する。

第２図は車両用発電制御装置の各部における波
形を示すタイムチヤートである。

まず、電気負荷９のスイツチ１０の各スイツチ
がオンされると、その電気負荷は端子Ｔ１に入力
される（この波形を第２図に２−Ａとして示し
た）。端子Ｔ１に電気負荷が入力されると、コン
パレータ３１の出力はデジタル信号で言うところ
のハイレベルになる（第２図２−Ｂ）。このコン
パレータ３１の出力の立上りによつて、コンデン
サ５２に突入電流が流れ、トランジスタ５３は一
瞬だけオンして再びオフになる（第２図２−Ｃ）。
このトランジスタ５３の動作によりコンデンサ５
６は一度放電し、再度充電されることになる。
（この時のコンデンサ５６の電圧値V2を第２図に
２−Ｄとして示した）。このコンデンサ５６が充
電される時間はエンジンがアイドルアツプするの
に必要な時間T2（約1.5〜２秒 第２図２−Ｅ）
より若干長い時間T1に設定してある（ここで、
N1は設定アイドル回転数であり、N2はアイドル
アツプ回転数である）。コンパレータ７２のマイ
ナス側にはコンデンサ５６の充電電圧値V2が入
力されている。一方、コンパレータ７２のプラス
側には、鋸状波発生回路６で発生される鋸状波の
電圧値V3（第２図２−Ｆ）が入力されている。第
２図２−Ｇは上記の電圧値V2と電圧値V3とを重
ねて書いたものである。上記のコンパレータ７２
への入力電圧値V2，V3により、コンパレータ７
２の出力は第２図２−Ｈに示す出力波形となる。
このコンパレータ７２の出力信号によりトランジ
スタ８１はオン・オフのスイツチング動作を実行
するので、発電量制御回路２の端子Ｔ２に入力さ
れる信号は第２図２−Ｉに示す波形となる。この
端子Ｔ２に入力される信号が発電量を調整する調
整値を漸増させてゆくことになる。

続けて、上記の端子Ｔ２に入力される信号によ
る発電量制御回路２での動作を説明する。

発電量制御回路２では、パワートランジスタ２
１によつて発電機の励磁用コイル１２に流れる励
磁電流を調整することにより、車両用発電機１の
発電量を制御してその発電電圧Vbを所定の調整
電圧値（調整値）Vrに制御している。調整電圧
値Vrは、抵抗器２４の抵抗値をR1とし、これを
流れる電流をＩとすると、抵抗器２４と抵抗器２
５との接続点の電圧値はV1であることより次式
(1)で示される。

Vr＝V1＋Ｉ・R1 ……(1) ここで、電圧V1はツエナーダイオードZD１の
作用により通常はほぼ一定である。一方、トラン
ジスタ２６がオンになると、抵抗器２５と抵抗器
２６とが並列に接続されることになるので、抵抗
器２４に流れる電流Ｉは増加することになる。こ
の結果上記(1)式で表わされる調整電圧値Vrは高
くなる。これにより発電量も増加することにな
る。本実施例ではトランジスタ２６がオンしたと
きの高い調整電圧値Vrを14.5Vとし、トランジス
タ２６がオフしたときの低い調整電圧値Vrをバ
ツテリBATの定格電圧に近い12.5Vとしている。
従つて、低い調整電圧値Vrの12.5Vが選択された
場合には車両用発電機１は実質的に発電が停止さ
れていることになる。ところで、端子Ｔ２に入力
される信号は第２図２−Ｉに示したように、その
パルスのデユーテイを次第に大きくしてゆくので
この信号に従つてトランジスタ２６はスイツチン
グ動作を実行し、調整電圧値Vrは第２図２−Ｊ
に示される波形となる。この結果、車両用発電機
１の出力電流Ibは第２図２−Ｋに示す様に漸増す
る（ここで、電気負荷投入前の出力電流値をI1で
示し、電気負荷投入後の出力電流をI2で示してい
る）。

以上詳細に説明したように、アイドル時に電気
負荷が所定量以上に増大した場合、エンジンのア
イドルアツプが完了する時間に対応した所定時間
をかけて、車両用発電機１で発電される発電量は
第２図２−Ｋに示す様に漸増してゆく。従つて、
発電機による発電量の急激な変化に起因するエン
ジン回転数のオーバシユートやアンダーシユート
等の回転数の変動を無くすことができるので、よ
り優れたアイドル回転数の安定化を実行し、不快
な振動発生を防止し、トランスミツシヨンの異常
音の発生も防止するという効果も生じる。

第３図は本実施例と従来技術との比較を示すタ
イムチヤートである。実線Ｇは本実施例の波形を
示し、破線ｇは従来技術の波形を示し、I1は電気
負荷投入前の初期出力電流値を示し、I2は電気負
荷投入後の出力電流値である。また、N1は設定
アイドル回転数であり、N2はアイドルアツプ回
転数である。この第３図からもわかる様に、従来
技術においては、電気負荷信号を検出した時アイ
ドルアツプが完了する時間に対応した所定時間車
両用発電機の出力電流を急激に零にしてしまうた
めに、エンジン回転数の不安定な変動を発生させ
ることがあるのに対し、本実施例では車両用発電
機の出力電流をゆるやかに漸増させているのでエ
ンジン回転数も極めてなめらかにアイドルアツプ
回転数に移行しているのがわかる。

なお、本実施例では発電電圧の調整値である調
整電圧Vrを、デジタル回路を使つて第２図２−
Ｊに示すように、パルスのデユーテイ比を変える
ことによつて調整したが、アナログ回路を使つて
調整電圧Vrを調整してもよいことはもちろんの
ことである。

発明の効果 本発明の車両用発電機制御装置によれば、アイ
ドル時に電気負荷が所定量以上に増大した場合、
エンジンのアイドルアツプが完了する時間に対応
した所定時間をかけて、発電量制御回路で使用さ
れる調整値を漸増してゆき、この漸増する調整値
に従つて発電量も漸増してゆく。従つて、エンジ
ン回転数の低下を防ぐことができると同時に、発
電機の発電量の急激な低下によるエンジン回転数
のオーバシユートやアンダーシユート等の回転数
の変動を無くすことができる。この結果、より優
れたアイドル回転数の安定化を実現することがで
きるので、不快なエンジン回転数の不安定による
振動発生を防止し、トランスミツシヨンの異常音
の発生を防止するという優れた効果を生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２
図は実施例における出力波形を示すタイムチヤー
ト、第３図は本実施例と従来技術の比較を示すタ
イムチヤートを表わしている。 １……車両用発電機、２……発電量制御回路、
３……負荷検出回路、４……調整値制御回路、５
……アイドルアツプ完了時間設定回路、６……鋸
状波発生回路、７……比較回路、８……スイツチ
ング回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気負荷増大時にエンジンのアイドル回転数
   を所定の回転数まで上昇させるアイドルアツプ機
   構を備えた車両に設けられ、該エンジンを駆動源
   として発電を行なう車両用発電機と、 該車両用発電機の発電電圧を所定の調整値に制
   御して発電量を制御する発電量制御回路と、 を備えた車両用発電機制御装置において、 上記電気負荷が所定量以上増大したことを検出
   する負荷増大検出回路と、 該負荷増大検出回路によつて上記電気負荷が所
   定量以上増大したと判断された時、上記アイドル
   アツプが完了するまでの時間に対応した所定時
   間、上記発電量制御回路の調整値を漸増するよう
   制御する調整値制御手段と、 を備えたことを特徴とする車両用発電機制御装
   置。